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曲折线圈电磁超声换能器激励性能优化设计

论文摘要

针对电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)换能效率较低的问题,以铝板为研究对象,对传统的表面波电磁超声换能器进行了有限元建模及参数优化。分析了激励EMAT的换能机理,建立曲折线圈EMAT检测过程的有限元模型,并基于正交试验设计方法进行优化设计,分析了永磁体尺寸、线圈设计参数、线圈层数及层间距、线圈连接方式等因素对EMAT激励效率的影响规律,得到了激励EMAT探头的最佳参数组合。研究结果表明,永磁体高度越高,宽度越窄,曲折线圈导线宽度越窄,导线高度越低,双层线圈间距越小,背板与上层线圈间距越小,并采用分裂线圈,EMAT探头的换能效率最高;多层曲折线圈之间采用并联连接相比串联连接换能效率提高50%以上,且并联曲折线圈层数不宜过多也不宜过少。

论文目录

  • 1 曲折线圈EMAT换能机理及其组成
  •   1.1 永磁体偏置磁场控制方程
  •   1.2 脉冲涡流与洛伦兹力控制方程
  •   1.3 超声传播控制方程
  • 2 EMAT探头建模
  • 3 曲折线圈EMAT影响参数分析
  • 4 实验验证
  •   4.1 实验方案
  •   4.2 EMAT永磁体和曲折线圈实验分析
  •     4.2.1 EMAT中永磁体尺寸影响实验分析
  •     4.2.2 EMAT线圈形式影响实验分析影响
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张金,赵亮,石文泽,王鑫,董子华

    关键词: 优化设计,曲折线圈,表面波,正交试验

    来源: 传感技术学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 工业通用技术及设备

    单位: 陆军炮兵防空兵学院,南昌航空大学

    基金: 2016年装备预研基金项目(6140004030116JB91001)

    分类号: TB552

    页码: 1182-1188

    总页数: 7

    文件大小: 1610K

    下载量: 284

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/a80b2e4f6ba10e7db0d98536.html